Cybernetica — Een oud begrip wordt volwassen
GAAT u graag naar de dierentuin? Daar staat u misschien grinnikend te kijken naar een bavianemoeder die haar baby verzorgt en daarbij teken uit zijn vacht plukt. Of misschien brengt u liever een bezoek aan een autoassemblagebedrijf. Zou u verwachten daar iets soortgelijks te zien?
Nauwelijks, antwoordt u misschien. Toch is het heel goed mogelijk dat u in moderne autofabrieken mechanische armen onderdelen en materialen ziet oppakken en verplaatsen om geassembleerd te worden. Ja, bij zulke bedrijven wordt van dezelfde principes gebruik gemaakt als bavianen al eeuwen toepassen bij het verzorgen van elkaars vacht. De studie van zulke beginselen wordt cybernetica genoemd.
Deze wetenschap mag dan nieuw zijn, het woord is niet nieuw. Enkele duizenden jaren geleden schreef Homerus over ku·ber·neʹtes toen hij de roerganger van een schip bedoelde. En Plato gebruikte de term later voor de man aan het roer van het schip van staat. Wat is cybernetica dan precies? Volgens The World Book Encyclopedia is het „een tak van wetenschap die zich bezighoudt met besturings- en regelmechanismen en de overdracht van informatie”, zowel bij levende wezens als bij machines. Het middel voor inwendige besturing bij een dier — zijn zenuwstelsel — komt overeen met dat in moderne apparatuur. Het inwendige systeem werkt door het geven van opdrachten, terugkoppeling van informatie over vorderingen en bijsturing naargelang dit nodig is.
Laten wij moeder baviaan eens gadeslaan bij de verzorging van de vacht van haar jong. Wij zullen zien dat ze veel gemeen heeft met moderne machines. Eerst lokaliseert ze de teek met haar ogen. Dan geven haar hersenen de hand opdracht het insekt uit de vacht te trekken. De hersenen volgen de vorderingen voortdurend en zien er nauwlettend op toe dat haar hand het insekt pakt en niet een plukje haar. Als het jong nu eens niet stilzit terwijl dit gebeurt? Geen probleem, want de hersenen van moeder zijn tegen de taak opgewassen en vaardigen nieuwe opdrachten uit om zijn gedraai te compenseren. De baviaan heeft dus een zeer geavanceerd ingebouwd systeem voor het geven van opdrachten, terugkoppeling en besturing. Cybernetici bestuderen zulke automatische besturingsmechanismen bij levende organismen en bij machines. Maar wat voor machines?
De moderne fabrieken die auto’s produceren, zijn grotendeels geautomatiseerd. Ze gebruiken niet zo maar machines, maar zelfregelende machines, soms robots genoemd.
Robots zijn een praktische toepassing van de cybernetica doordat ze van dezelfde principes van opdracht, terugkoppeling en besturing gebruik maken waarover moeder baviaan beschikt. Deze principes stellen een robot in staat zijn eigen activiteit te regelen en zo een klasse beter te zijn dan andere mechanische apparaten. Maar hoe heeft de cybernetica precies het robotstadium bereikt en zich aldus ontwikkeld tot een op zichzelf staand terrein van wetenschap?
Van katrollen tot robots
Door de hele geschiedenis heen heeft de mens getracht het leven wat minder eentonig en saai te maken door machines voor hem te laten werken. Natuurlijk hadden de eerste apparaten nog een baas nodig om ze te bedienen en te besturen, om het denkwerk te doen. Zo vermenigvuldigden het wiel, de hefboom of de katrol de spierkracht maar hadden ze de nauwlettende aandacht van een mens nodig. Langzamerhand werden er door water, wind of stoom aangedreven machines uitgevonden. Maar nog steeds moesten er mensen bij aanwezig zijn om het nuttig effect van het apparaat te meten, het bij te stellen en te reguleren. Er was dus een systeem nodig om de activiteit van machines nauwlettend te volgen. Zouden machines zo gemaakt kunnen worden dat ze zichzelf bestuurden, op zijn minst ten dele?
De hersenen van moeder baviaan geven niet alleen instructies aan de hand, maar stellen ook een verslag van de vorderingen op gebaseerd op gegevens die verstrekt worden door haar ogen. Onze ijverige primaat heeft niemand nodig om haar te vertellen waar het volgende insekt zit en hoe ze het moet verwijderen. Ze heeft een ingebouwd systeem dat opdrachten geeft, terugkoppelt en bestuurt, dat haar zelfregelend maakt. Bij een machine die zelf toezicht houdt op het werk dat ze doet, moeten deze elementen eveneens in het mechanisme ingebouwd zijn.
De industriële revolutie die tegen het einde van de achttiende eeuw begon, verschafte een stimulans voor de ontwikkeling van automatische machines. Zo werd de stoommachine verbeterd door Watts uitvinding van een centrifugaalregulateur. Door de snelheid van de machine te meten (terugkoppeling) en een stoominlaatafsluiter bij te stellen (besturing), werd het vermogen van zijn machine op een bepaald niveau gehandhaafd (opdracht). De snelheid van deze machine werd op die manier automatisch bestuurd, zelfregelend.
Moeder baviaan kan echter meer dan haar jong vlooien; ze kan het ook voeden en het mee uit wandelen nemen. Haar automatische besturingsmechanisme is zo plooibaar dat junior zich in alle situaties op ma kan verlaten. Zou er een machine met zo’n flexibiliteit ontworpen kunnen worden? Ze zou een besturingsmechanisme moeten hebben waardoor ze een verscheidenheid van los van elkaar staande taken kon volbrengen. Sinds de jaren ’50 heeft de leer der cybernetica getracht in deze behoefte te voorzien. Een van de ontwikkelingen die daaruit voortgekomen zijn, is de moderne robot.
De robot — een uitvloeisel van de cybernetica
Het woord „robot” komt van een Tsjechische term die „dwangarbeid” betekent. In deze eeuw heeft „robot” als betekenis gekregen: „een herprogrammeerbare, multifunctionele manipulator ontworpen [voor] een verscheidenheid van taken”. Veel industriële robots zijn uitgerust met computers. Ze worden geprogrammeerd voor een aantal taken en dan opnieuw geprogrammeerd zodra het werkschema verandert. Er is wel eens gezegd dat tot tachtig procent van een robot opnieuw gebruikt kan worden na invoering in zijn computer van programma’s die van recente informatie zijn voorzien voor een nieuwe opdracht.
Hoe functioneert de industriële robot? Cybernetici maken bij robots gebruik van een zelfde soort ingebouwd besturingsmechanisme als wij bij moeder baviaan waargenomen hebben, met de elementen opdracht, terugkoppeling en besturing. Om te beginnen wordt er een reeks instructies in het geheugen van de robot ingevoerd. Daarna, wanneer de machine ook maar in werking is, instrueren opdrachtsignalen uit zijn geheugen hem wat hij moet doen. Een meetinstrument in de machine zorgt voor terugkoppeling van een verslag over de vorderingen. In zijn geheugen produceert een vergelijking van de vorderingen met de oorspronkelijke opdracht, een opdracht om met de volgende taak te beginnen. Zulke machines kunnen duwen, trekken, buigen, optillen, laten zakken, ronddraaien of zelfs lak spuiten, lassen, laden, opstapelen en verplaatsen.
De autoproduktie is één industrie van de vele die gebruik maakt van de cybernetica en de robot aanwendt. Daardoor heeft men arbeiders kunnen weghalen uit een omgeving die gevaarlijk is door hitte, dampen of lawaai. Een monteur bij een autofabriek haalde herinneringen op aan de toestanden van dertig jaar geleden en zei: „Ik moest versnellingsbakken monteren en dat heeft me mijn rug gekost. Dat [werk] wordt nu door een robby gedaan.”
De Oppercyberneticus
Toch mogen de vorderingen op het terrein van de cybernetica ons niet verblinden voor het feit dat zelfs de meest geavanceerde computergestuurde robot alleen kan doen waarvoor hij geprogrammeerd wordt. Zowel de machine als het programma zijn door mensen ontworpen. Wat kunnen wij daaruit concluderen over het zenuwstelsel van de mens zelf? Het is duidelijk van een ver, ver superieure kwaliteit.
Norbert Wiener, een pionier op cyberneticagebied, merkte op: „Geen ander rekentuig benadert de efficiëntie van het energieverbruik van de hersenen. . . . [De mens heeft] het best ontwikkelde zenuwstelsel” van alle levende wezens op aarde. Het is duidelijk dat de mens een imposant voorbeeld biedt van wat een opdracht-, terugkoppelings- en controlesysteem kan doen. „De overdracht van informatie binnen het zenuwstelsel is ingewikkelder dan de grootste telefooncentrales”, bericht The New Encyclopædia Britannica, en voegt daaraan toe: „De manier waarop een menselijk brein problemen oplost, overtreft verreweg het vermogen van de knapste computers.”
Alle eer gaat dan ook naar de Ontwerper van de mens, Jehovah God, die ontegenzeglijk de briljantste cyberneticus aller tijden is. ’Ik ben op een vrees inboezemende wijze wonderbaar gemaakt’, schreef David in Psalm 139:14. Ieder gezond mens is bij zijn geboorte toegerust met een zenuwstelsel dat hem in staat stelt zijn eigen activiteit in de hand te hebben. Bepaalde talenten worden snel ontwikkeld. Dingen oprapen en verplaatsen zijn letterlijk kinderspel. Andere vaardigheden, zoals fietsen of pianospelen, vergen oefening.
Het menselijk besturingsmechanisme is enorm flexibel. Het kan zelfs gebruikt worden om morele leiding te geven. In Efeziërs 6:4 moedigt de bijbel ouders aan de hersenen van hun kind te voeden met juiste morele waarden, een proces dat „ernstige vermaning” of, volgens de voetnoot, „het inbrengen van gezindheid (denkwijze)” wordt genoemd. Een overvloed aan morele richtlijnen kan het kind leiden bij het nemen van beslissingen en hem helpen zijn eigen activiteit nauwlettend in het oog te houden.
Het woord ku·ber·neʹsis komt in 1 Korinthiërs 12:28 voor. Daar duidt de term op „bekwaamheden om leiding te geven”, of zoals Vine’s Expository Dictionary of Old and New Testament Words het uitdrukt, wordt het gezegd van „degenen die als leidsman optreden” in de gemeente. Zelfs de christelijke gemeente kan als een cybernetisch systeem functioneren, met theocratische doelen en maatstaven. Elk lid afzonderlijk is in de gelegenheid, zijn eigen op in de bijbel opgetekende waarden gebaseerde activiteit nauwgezet te volgen.
De cybernetica is in feite dus zo oud als de schepping. Natuurlijk weet moeder baviaan dat niet, en het interesseert haar ook niet. Maar laten wij, als intelligente scheppingen Gods, waardering hebben voor de prachtige gave van ons ingebouwde controlesysteem. Door het juist te gebruiken, kunnen wij onze gaven aanwenden tot heerlijkheid van de Oppercyberneticus, Jehovah God.
[Illustratieverantwoording op blz. 21]
BMW-fabrieksfoto nr. 88090